Terc-butil-litio

compuesto químico

El terc-butil-litio es un compuesto organometálico de fórmula química (CH3)3CLi, abreviado terc-BuLi o t-BuLi. Este reactivo de organolitio se utiliza como fuente del carbanión terc-butilo en síntesis orgánica, además de como una base fuerte, capaz de desprotonar muchas moléculas orgánicas, incluido el benceno. El terc-butil-litio está disponible comercialmente como disoluciones de hidrocarburos; no se suele preparar en el laboratorio. Su síntesis fue reportada por primera vez por R. B. Woodward en 1941.[2]

 
terc-Butil litio
Nombre IUPAC
(2-Metil-2-propanil)litio
General
Símbolo químico terc-BuLi
Fórmula estructural Imagen de la estructura
Fórmula molecular C4H9Li
Identificadores
Número CAS 594-19-4[1]
ChemSpider 10254347
PubChem 638178
Propiedades físicas
Masa molar 6406 g/mol
Propiedades químicas
Acidez 45-53 pKa
Valores en el SI y en condiciones estándar
(25 y 1 atm), salvo que se indique lo contrario.

Síntesis

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La síntesis se puede realizar haciendo reaccionar bromuro de terc-butilo con litio (polvo).

 

El enlace carbono-litio es muy polar, lo que hace que el carbono sea básico, como en otros reactivos de organolitio.

Propiedades químicas

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La basicidad aumenta en la serie n-butil-litio < sec-butil-litio < terc-butil-litio. El t-BuLi es, por lo tanto, la base más fuerte de esta serie. Puede formarse un precipitado fino de hidruro de litio e isobuteno durante el almacenamiento, lo cual conduce a una reducción en la concentración de las disoluciones a lo largo del tiempo. El isobuteno resultante es desprotonado por más t-BuLi en la posición alilo, lo que conduce a una mayor reducción en la concentración de t-BuLi.

Estructura química y enlace

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Al igual que otros compuestos de organolitio, el terc-butil-litio es un clúster. Mientras que el n-butil-litio existe como hexámero y tetrámero, el terc-butil-litio existe como tetrámero con estructura de cubano. La unión en grupos de organolitio implica la deslocalización del enlace sigma y una unión Li-Li significativa.[3]

El enlace litio-carbono en el tert-butillitio está altamente polarizado y tiene un carácter iónico de alrededor del 40 por ciento. La molécula reacciona como un carbanión, como lo representan estas dos estructuras de resonancia.[4]​ (Dados los cálculos de polaridad en el enlace C-Li, la estructura "real" de una sola molécula de t-butil-litio es probablemente un promedio cercano de los dos contribuyentes de resonancia que se muestran, en los que el átomo de carbono central tiene un ~ 50% parcial carga negativa mientras que el átomo de litio tiene una carga positiva parcial ~50%).

 

Propiedades químicas

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Al igual que el n-butil-litio, el terc-butil-litio se puede utilizar para el intercambio de litio con halógenos y para la desprotonación de aminas y compuestos C−H activados.

Se sabe que este compuesto y otros compuestos de alquil-litio reaccionan con disolventes de éter; la vida media del terc-butil-litio es de 60 minutos a 0 °C en éter etílico, 40 minutos a -20 °C en tetrahidrofurano (THF)[5]​ y aproximadamente 11 minutos a -70 °C en dimetoxietano.[6]​ En este ejemplo, se muestra la reacción de terc-butillitio con (THF):

 
 

Aplicaciones

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El t-BuLi ha ganado importancia en la química orgánica sintética moderna como base ultrafuerte o como reactivo litiante. Debido a que es mucho más pirofórico que el n-BuLi , se usa con menos frecuencia. En algunos casos se usa debido a la mayor basicidad o por razones estéricas (el grupo t-butilo es espacialmente grande y voluminoso).

Seguridad

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El t-BuLi también es extremadamente pirofórico en disolución (se enciende espontáneamente en el aire a 54,55 °C o menos[7]​). Por lo tanto, la manipulación y el almacenamiento deben realizarse siempre bajo gas protector. El t-BuLi también reacciona violentamente con agua para formar hidróxido de litio e isobuteno. Si se almacena durante un período de tiempo más prolongado, se forma un depósito de hidruro de litio pirofórico (de autodescomposición) e hidróxido de litio (por la humedad que ha penetrado).

Se han producido accidentes de laboratorio graves relacionados con el terc-butil-litio. Por ejemplo, en 2008, en la Universidad de California, en Los Ángeles, murió un investigador después de sufrir quemaduras graves por un incendio provocado por terc-butil-litio .[8][9][10]

Referencias

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  1. Número CAS
  2. Bartlett, Paul D.; C. Gardner Swain; Robert B. Woodward (1941). «t-Butyllithium». J. Am. Chem. Soc. 63 (11): 3229-3230. doi:10.1021/ja01856a501. 
  3. Elschenbroich, C. "Organometallics" (2006) Wiley-VCH: Weinheim. ISBN 978-3-527-29390-2
  4. Organometallic reagents: sources of nucleophilic carbon for alcohol synthesis. K. P. C. Vollhardt, N. E. Schore: Organic Chemistry : Structure And Function. 3rd edition, 1999, §8.7.
  5. Stanetty, P; Koller, H.; Mihovilovic, M. (1992). «Directed ortho lithiation of phenylcarbamic acid 1,1-dimethylethyl ester (N-BOC-aniline). Revision and improvements». Journal of Organic Chemistry 57 (25): 6833-6837. doi:10.1021/jo00051a030. 
  6. Fitt, J. J.; Gschwend, H. E. (1984). «Reaction of n-, sec-, and tert-butyllithium with dimethoxyethane (DME): a correction». Journal of Organic Chemistry 49: 209-210. doi:10.1021/jo00175a056. 
  7. SEMI, standard F6-92, Guide for Secondary Containment of Hazardous Gas Piping Systems, as cited by ChemiCool.com
  8. Jyllian Kemsley (22 de enero de 2009). «Researcher Dies After Lab Fire». Chemical & Engineering News. 
  9. Jyllian Kemsley (3 de abril de 2009). «Learning From UCLA: Details of the experiment that led to a researcher's death prompt evaluations of academic safety practices». Chemical & Engineering News. 
  10. Los Angeles Times, 2009-03-01